Электростатический привод



Электростатический привод
Электростатический привод
Электростатический привод

 


Владельцы патента RU 2488214:

Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам электромеханического преобразования энергии и является быстродействующим высокоэнергоемким емкостным преобразователем энергии, изготавливаемым методами технологии микроэлектроники, может быть использовано в устройствах, в которых необходимо создание больших механических сил за короткое время, например в устройствах впрыска топлива в цилиндры двигателей внутреннего сгорания, инжекторов струй жидкости, в микродвигателях для микролетательных аппаратов и микророботов. Технический результат состоит в повышении удельной энергоемкости, быстродействия за счет развития за короткое время высокой удельной силы, в повышении удельной емкости более чем в 10 раз и энергоемкости до 3 Дж/м2. Привод содержит корпус с вводом для подачи импульса напряжения, неподвижную пластину, жестко закрепленную на нижней части корпуса, на поверхности которой последовательно осаждены электрод и первый слой диэлектрика, подвижную пластину, перемещающуюся по направляющим. На поверхности подвижной пластины выполнена тонкая металлическая пленка, один из концов которой является свободным. На поверхность первого слоя диэлектрика дополнительно осажден тонкий слой второго диэлектрика с низкой шероховатой поверхностью и с отношением величины диэлектрической проницаемости к толщине, близкой к соответствующему параметру первого слоя диэлектрика. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам электромеханического преобразования энергии и является быстродействующим высокоэнергоемким емкостным электромеханическим преобразователем энергии (электростатическим приводом), который изготавливается методами технологии микроэлектроники, и может быть использовано в устройствах, в которых необходимо создание больших механических сил за короткое время. Изобретение может найти применение при производстве широкого класса устройств, в которых требуется создание за короткое время (менее 500 мкс) значительных механических сил, с протяженностью их действия более 20-200 мкм, например, в устройствах впрыска топлива в цилиндры двигателей внутреннего сгорания, инжекторов струй жидкости, в микродвигателях для микролетательных аппаратов и микророботов, других областях техники.

Известны электромагнитные приводы, основанные на явлениях электромагнитной индукции и самоиндукции. На их основе созданы практически все известные электрические индуктивные машины и соответствующие электромеханические преобразователи энергии. В таких преобразователях энергии, также как и во всех других преобразователях энергии, взаимно перемещающиеся компоненты разделены воздушным зазором. В воздушном зазоре, протяженностью от 10-100 мкм, до нескольких сантиметров, сосредоточена энергия электромагнитного поля, связывающего подвижную и неподвижную обмотки. Известны технические решения, в которых указанные приводы нашли широкое применение во многих областях техники (патент №6670796, «Ultra fast and high efficiency inductive coil driver», приоритет: 24-05-2002, МПК G05F 1/10; H03F 1/48; Н03К 17/04; Н03К 17/16; Н03К 17/56; Н03К 3/49).

Недостатком таких технических решений является их невысокая удельная энергоемкость Ауд, причем, чем меньше мощность устройства, тем ниже величина Ауд. Например, при мощности W в 1 Вт величина Ауд близка к 3-5 Вт/кг, а при W=100 Вт, Ауд=25-35 Вт/кг, при W=1000 Вт, Ауд=60-70 Вт/кг. Этот определяется тем, что для создания магнитного поля в рабочем зазоре индуктивных машин необходимо использование большого количества ферромагнитного вещества - тяжелого магнитопровода, который служит для искусственного создания разноименных «магнитных зарядов» на границах зазора в машине. Именно необходимость создания магнитопровода в индуктивных машинах определяет относительно низкую их энергоемкость. Кроме того, электромагнитные приводы не являются быстродействующими, время реакции исполнительного механизма на воздействие импульса напряжение в лучшем случае превышает несколько мс. Это также определяется невысокой энергоемкостью указанных приводов, наряду с их конструкцией, наличием большой индуктивности, L, большими значениями LC.

Известно техническое решение, описанное в литературе, «Линейные импульсные электромагнитные двигатели": монография / Г.Г. Угаров, В.И. Мошкин, В.Ю. Нейман - Курган, 2008. - 300 с.; Угаров Г.Г., а также патент РФ №2084071 «Линейный электромагнитный двигатель», опубликовано 10.07.1997 г., где используются специальные конструкции быстродействующих электромагнитных приводов и соответствующих электронных схем для их управления.

Недостатком такого технического решения является невозможность обеспечения начала движения ведущего элемента двигателя быстрее, чем через 5 мс.

Известны технические решения силовых линейных электромагнитных приводов, описанные в патенте РФ №2065360 «Электромагнитный пресс», Угаров Г.Г. и др., опубликовано 20.08.1996 г.; и в патенте РФ №2065659 «Линейный электромагнитный двигатель», Угаров Г.Г. и др. опубликовано 20.08.1996 г. используемых, например, как приводы машин импульсного действия.

Известно техническое решение, используемое в пьезоэлектрических приводах (активаторах), и являющимся емкостным преобразователем энергии, широко применяемый в различных областях техники, описанный в литературе, например, Лавриненко В.В., Карташев И.А., Вишневский B.C. «Пьезоэлектрические двигатели». - М.: Энергия, - 1980. - 112 с. Конструкция пьезоэлектрического привода состоит из электродов и заключенного между ними слоя пьезоэлектрика, или набора таких слоев. Функционирование устройства основано на обратном пьезоэлектрическом эффекте, который заключается в том, что приложение электрического поля Е вызывает механическую деформацию - расширение или сжатие пьезоэлектрического образца, в зависимости от направления поля.

Недостатками пьезоэлектрического привода являются большие габариты, нетехнологичность, поскольку для достижения заданного механического перемещения исполнительного механизма даже в пределах 5-20 мкм, и для обеспечения высокой силы тяги в пьезоэлектрических преобразователях приходится использовать пакетную конструкцию из набора отдельных пьезоэлементов (шайб, дисков, цилиндров), число которых может достигать значений 100-1000 штук, - оно определяется требуемым диапазоном перемещений.

Наиболее близким техническим решением является электростатический привод, выбранный в качестве прототипа (патент США №5808383, "Step linear electrostatic motor", приоритет 17-10-1996, МПК H02K 41/00,), включающий в себя корпус с вводом для подачи импульса напряжения, неподвижную пластину, жестко закрепленную на нижней части корпуса, на поверхности которой последовательно осаждены электрод и слой диэлектрика, подвижную пластину, перемещающуюся по направляющим, на поверхности подвижной пластины находится тонкая металлическая пленка, один из концов которой является свободным.

Принцип электромеханического преобразования энергии в таком устройстве заключается в передаче механических сил, возникающих в процессе обратимого электростатического прижатия, электростатического наката, через тонкий воздушный зазор, свободного конца металлической пленки к поверхности диэлектрика в третье измерение, что достигается за счет упругих свойств металлической пленки. Такой преобразователь энергии обеспечивает в режиме шагового двигателя тактовые частоты до 10 кГц и более.

Недостатком технического решения прототипа является относительно невысокая удельная емкость (и соответственно его энергоемкость), что определяется большой величиной воздушного зазора, d3, между поверхностями диэлектрика и свободным концом металлической пленки, которая в свою очередь определяется шероховатостью поверхности диэлектрика. Наличие такого зазора является неизбежным, поскольку невозможно создать идеально гладкую поверхность - она всегда шероховата на макроскопическом или на атомарном уровне. Микровыступы на поверхности тонких пленок большинства диэлектриков с высоким значением диэлектрической проницаемости имеют микронные значения. Шероховатость поверхности определяется совокупностью неровностей, образующих микрорельеф поверхности образца.

При электростатическом прижатии, под действием импульса напряжения, V, свободного конца металлической пленки к поверхности диэлектрика с высоким значением диэлектрической проницаемости, ε, (сегнетоэлектрика) удельная емкость указанной структуры, металл-диэлектрик (сегнетоэлектрик) - воздушный зазор - металл,- Суд.структурыуд/(1+εdз/d) значительно меньше, чем удельная емкость структуры металл-сегнетоэлектрик- металл (МСМ), Суд, той же площади с непосредственно напыленными электродами, равная Суд=εε0/d. Причем, чем больше величина dз, а также ε, тем больше эта разница.

Таким образом, для увеличения Суд.структуры при образовании обратимого механического контакта необходимо добиваться минимальной величины этого зазора, что достигается уменьшением степени шероховатости поверхности диэлектрика.

Однозначно определить шероховатость поверхности с помощью одного или нескольких параметров невозможно, можно говорить о некотором статистическом распределении микровыступов. При описании степени шероховатости выбранного для анализа участка поверхности, в его 3-D изображении, вводятся следующие параметры:

Rmax - величина разницы между максимальным и минимальным значением координаты Z на поверхности в пределах анализируемой области (перепад высот);

Rmean - величина среднего значения координаты Z на поверхности образца в пределах анализируемой области;

Ra - величина среднего значения шероховатости поверхности образца в пределах анализируемой области;

Rq - величина среднеквадратичного значения координаты Z на поверхности образца в пределах анализируемой области;

Сравнивая Rmax, Rmean и Ra двух образцов поверхности можно сделать вывод о том, какая их них является более шероховатой.

Принято считать, что поверхность является более гладкой, если она содержит как можно меньшие перепады микронеровностей. Более гладкая поверхность характеризуется равномерным распределением перепадов высот по площади образца и при сканировании (например, с помощью атомного силового микроскопа, AFM, который позволяет получить истинно трехмерный микро- нанорельеф поверхности), любого участка гладкой поверхности (независимо от площади участка) соотношение между перепадами высот и их количеством остается постоянным.

Применительно к задаче создания микроэлектромеханического преобразователя энергии более важное значение имеет не само понятие шероховатости или параметры микровыступов ее характеризующих, а величина удельной емкости, Суд.структуры, структуры - металл - диэлектрик - воздушный зазор - подвижный электрод, имеющей место при приложении к образцу напряжения. Именно эта емкость характеризует энергоемкость электростатического преобразователя энергии и другие его параметры, при разных значениях прикладываемого к структуре напряжения - с уменьшением шероховатости величина Суд.структуры возрастает для всех значений V.

Энергоемкость электростатических преобразователей энергии, как известно, квадратично зависит от прикладываемого к устройству напряжения, а сила тяги равна F=0.5V2(dC/dз), где С - емкость устройства между электродами, dз - межэлектродный зазор.

Для увеличения амплитуды напряжения в прототипе необходимо увеличение толщины слоя диэлектрика (пленки), что сопровождается, в силу особенностей синтеза диэлектрических (сегнетоэлектрических) пленок, увеличением степени шероховатости их поверхности и соответствующим снижением удельной емкости.

Задачей заявляемого изобретения является разработка электростатического привода способного обеспечить более высокую удельную емкость и при большой толщине диэлектрик, и соответственно энергоемкость, обеспечить создание больших механических сил за короткое время, при сохранении возможности изготовления привода методами технологии микроэлектроники. Задача решается осаждением на поверхность первого слоя диэлектрика дополнительного тонкого слоя диэлектрика, с толщиной d1, (например, 0.1-0.4 мкм) и с диэлектрической проницаемостью ε1, с соотношением ε1/d1 близким к величине ε/d и с более низкой шероховатой поверхностью, которая сглаживает шероховатость поверхности первого диэлектрика. В этом случае удельная емкость структуры металл - первый слой диэлектрика - второй слой диэлектрика - воздушный зазор - подвижный электрод (свободный конец металлической пленки) становится больше удельной емкости исходной структуры: металл - первый диэлектрик (сегнетоэлектрик) - воздушный зазор - подвижный электрод (металл). Именно эта емкость характеризует энергоемкость электростатического преобразователя энергии и другие его параметры.

На Фиг.1 представлена блок-схема, поясняющая работу заявляемого электростатического привода, где 1 - неподвижная пластина, 2 - электрод; 3 - первый диэлектрик; 4 - второй диэлектрик, 5 - подвижная пластина, 6 - упругая металлическая пленка, 7 - воздушный зазор, 8 - направляющие, 9 - направление силы натяжения металлической пленки, 10-11 - направление движения подвижной пластины, 12 - корпус с вводом для подачи от генератора импульса напряжения.

Заявляемый электростатический привод работает следующим образом. Привод, состоящий из корпуса 12 с вводом для подачи от генератора импульса напряжения, содержит неподвижную пластину 1, жестко закрепленную на нижней части корпуса, на поверхность которой последовательно осаждены электрод 2 и тонкий слой первого диэлектрика 3 с высоким значением диэлектрической проницаемости. На поверхность первого слоя диэлектрика 3 дополнительно осажден слой второго диэлектрика 4 толщиной в диапазоне 0.1-0.4 мкм и с соотношением ε1/d1 более 109 м-1, где ε1 - величина диэлектрической проницаемости, d - толщина слоя второго диэлектрика, с шероховатой поверхностью с распределением перепадов высот микровыступов в диапазоне менее 100-200 нм.

Сила натяжения металлической пленки 6 определяется удельной энергоемкостью структуры: электрод 2 - диэлектрик 3 - диэлектрик 4 - воздушный зазор - металлическая пленка 6, и в первую очередь протяженностью указанного зазора между поверхностями 4 и 6, который при низкой шероховатости поверхности и при прикладываемых к структуре напряжениях 30-50 В может составлять 5-10 нм.

Подвижная пластина 5 перемешается по направляющим 8, высота которых, определяет расстояние между пластинами 1 и 5. На поверхности подвижной пластины 5 находится тонкая упругая металлическая пленка 6, закрепленная одним концом, а второй конец является свободным. Для обеспечения движения пластины 5 относительно пластины 1 между электродом 2 и металлической пленкой 6 от генератора подается импульс напряжения V. Подвижная пластина 5 делает шаг перемещения за один импульс воздействия напряжения. При подаче импульса напряжения свободный конец металлической пленки 6 прижимается к поверхности второго диэлектрика 4, что позволяет, при подаче импульса напряжения, сформировать воздушный зазор 7 между поверхностями металлической пленки 6 и слоя второго диэлектрика 4, в котором и происходит основной процесс электромеханического преобразования энергии.

Определяющим фактором формирования шероховатости поверхности пленок кристаллического диэлектрика является температура подложки при его синтезе - чем она выше, тем более высокая шероховатость.

Поэтому одним из решений при создании дополнительного слоя диэлектрика является его осаждение из материала основного слоя, но при температуре подложки, на которой осажден первый слой диэлектрика, значительно более низкой, чем осаждении последнего, что дает возможность значительно «сгладить» шероховатость поверхности и увеличить удельную емкость структуры

Одним из материалов с высоким значением диэлектрической проницаемости является, используемый в прототипе, ниобат - бария - стронция, НБС, его химический состав BaxSr01-xNb2O6, величина s которого достигает значений 1000-3000. При высокотемпературном синтезе пленки этого материала, (750-800°C), толщиной 2-3 мкм, на поверхность электрода величина удельной емкости структуры металл - диэлектрик - воздушный зазор - свободный конец металлической пленки имеет значение в пределах 3-5 10-5 Ф/м2, что определяет удельную энергоемкость не превышающую значения 0.1 Дж/м2. При этом для обеспечения даже указанной удельной емкости необходимо к образцу прикладывать значительно напряжение, до 120-150 В.

Фрагмент 3-D изображения поверхности пленки НБС полученные с помощью AFM, на площади размером 10 мкм×10 мкм, представлен на Фиг.2, на Фиг.3 представлено такое же изображение поверхности пленки НБС, полученной сверху при более низкой температуре ее синтеза - 620°C.

Как видно, во втором случае, наблюдается значительно более низкая шероховатость.

При прижатии подвижного электрода под действием напряжения 40 В к поверхности такой пленки диэлектрика величина зазора, dз, определяемая по величине удельной емкости, составляла 12 нм, в то время как в первом случае dз она была 70 нм. Соответственно и величина энергоемкости привода, основанного на описанном принципе, при осаждении на поверхность первого диэлектрика дополнительного слоя диэлектрика, возросла в несколько раз.

Применительно к вышеуказанному примеру, технический эффект заявляемого решения заключается в повышении удельной емкости более чем в 5-10 раз, до 1-1.5 10-4 Ф/м2, при напряжениях 40-50 В и энергоемкости до 1-3 Дж/м2, с сохранением возможности изготовления привода методами технологии микроэлектроники. Привод на основе пленок НБС, как экспериментально установлено, развивает удельные силы, за 100-300 мкс, в 104 Н/м2 и более.

1. Электростатический привод, содержащий корпус с вводом для подачи импульса напряжения, неподвижную пластину, жестко закрепленную на нижней части корпуса, на поверхности которой последовательно осаждены электрод и первый слой диэлектрика, подвижную пластину, перемещающуюся по направляющим, на поверхности подвижной пластины находится тонкая металлическая пленка, один из концов которой является свободным, отличающийся тем, что на поверхность первого слоя диэлектрика дополнительно осажден тонкий слой второго диэлектрика, с низкой шероховатой поверхностью и с отношением величины диэлектрической проницаемости к толщине, близкой к соответствующему параметру первого слоя диэлектрика.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что шероховатая поверхность второго диэлектрика выполнена с распределением перепадов высот микровыступов в диапазоне 100-200 нм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для промышленного получения электроэнергии, а также в технологиях индукционного нагрева вещества.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическому преобразованию электрической энергии в механическую и может найти широкое применение в промышленности, транспорте, бытовой технике.

Изобретение относится к микро- и нанодвигателям и может быть использовано для построения микро- и нанодвигателей систем передвижения и транспортировки различного назначения.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическому преобразованию электрической энергии в механическую и может быть использовано в промышленности, транспорте, бытовой технике и других областях человеческой деятельности.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к генерации электроэнергии, и может быть использовано для промышленного получения электроэнергии. .

Изобретение относится к областям электротехники, энергетики и электромашиностроения и может быть использовано в качестве двигателя небольшой мощности и устройства для смешивания различных диэлектрических жидкостей, а также при исследованиях электростатических сил в области электростатики.

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к средствам получения электроэнергии с использованием возобновляемых источников в условиях пустыни. .

Изобретение относится к электростатическим двигателям, работающим в вакууме. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к емкостным электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к емкостным электрическим машинам. .

Изобретение относится к области генерации электроэнергии путем электризации диэлектрических веществ, а именно к устройствам, в которых тепловая или кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию путем ионизации жидкой или газовой среды и снятия с нее заряда

Изобретение относится к области генерации электроэнергии путем электризации диэлектрических веществ, а именно к устройствам, в которых тепловая или кинетическая энергия преобразуется в электрическую энергию путем ионизации жидкой или газовой среды и снятия с нее заряда

Изобретение относится к области преобразования электрической энергии, а именно к устройствам преобразования статического электричества в электрическую энергию небольших напряжений при малых токах. Технический результат заключается в создании устройства с высоким КПД, простого и небольших размеров. Устройство преобразования энергии статического электричества содержит последовательно соединенные источник статического электричества, искровой разрядник и понижающий трансформатор. Параллельно первичной обмотке трансформатора, подключенной к разряднику, подключена первая емкость. Выход вторичной обмотки трансформатора через вторую емкость подключен к нагрузке. Частота резонанса первого контура, образованного первичной обмоткой трансформатора и параллельно подключенной к обмотке первой емкостью, примерно равна частоте резонанса второго контура, образованного вторичной обмоткой и последовательно подключенной к вторичной обмотке второй емкостью. Предложенное устройство может быть применено в широком спектре устройств использования энергии статического электричества как бытовых, так и промышленных. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и направлено на достижение технического результата, состоящего в повышении точности и расширении функциональных возможностей микроэлектромеханических систем за счет использования реверсивного микродвигателя вращения в качестве углового шагового микро-, нанопозиционера, реверсивного высокоэнергоемкого быстродействующего вращательного микропривода в шаговом и квазиустановившимся режимах. Указанный технический результат достигается за счет того, что реверсивный электростатический микродвигатель вращения, содержащий источник питания и систему управления, датчик угловой скорости, имеет ротор, который приводится в движение системой микроактюаторов, каждый из которых включает в себя подвижный элемент с упруго связанными двумя подвижными электродами малой изгибной жесткости, кремниевую подложку, на которую последовательно нанесены проводящий электрод и диэлектрическая пленка высокой диэлектрической проницаемости. Предусмотрены следующие варианты. Микроактюаторы расположены на нижней плоскости кольца ротора, на верхнюю плоскость кольца ротора нанесены проводящие слои, которые соединены с соответствующими подвижными электродами контактами. Микроактюаторы размещены на нижних плоскостях трех колец ротора, на верхние плоскости колец ротора нанесены проводящие слои, которые соединены с соответствующими подвижными электродами контактами. Микроактюаторы расположены на нижней и верхней плоскостях кольца ротора, проводящие слои нанесены на внешние и внутренние боковые грани кольца. Микроактюаторы размещены на нижних и верхних плоскостях двух колец ротора, а проводящие слои нанесены на внешние и внутренние боковые грани колец. 4 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к технике высоких напряжений, к электростатическим генераторам с транспортерами-проводниками. Технический результат состоит в повышении мощности. Генератор содержит ротор в виде диска с боковой поверхностью в форме боковой поверхности двух одинаковых усеченных конусов с лежащим в плоскости симметрии диска их общим большим основанием. Статор выполнен в виде двух одинаковых колец, расположенных по обе стороны диска и симметрично относительно плоскости его симметрии, перпендикулярной оси диска. Внутренняя поверхность каждого кольца имеет форму боковой поверхности усеченного конуса и расположена с зазором относительно расположенного напротив ее и соответствующего ей участка боковой поверхности диска. На каждом участке боковой поверхности диска и на внутренней поверхности каждого кольца расположены металлические элементы, каждый в виде равнобедренного треугольника с боковыми сторонами, биссектриса угла между которыми расположена вдоль образующей соответствующей каждому металлическому элементу конической поверхности, и с основанием, являющимся дугой окружности с диаметром, равным диаметру большого основания усеченных конусов. Металлические элементы расположены равномерно по окружности и на одинаковом расстоянии относительно друг друга. Металлические элементы, расположенные на диске, имеют выпуклую форму, а на внутренней поверхности колец - вогнутую форму. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Электростатический генератор содержит расположенный на валу и состоящий из диэлектрического материала цилиндр. К внутренней стороне корпуса (1) прикреплена ткань (4). В ткани (4) расположены металлические полоски (5). К валу (8) прикреплены лопатки. В цилиндре расположены дополнительные металлические полоски и металлическое кольцо (12). Вал (8) вращается с цилиндром. Поверхность цилиндра касается ткани (4). Металлические полоски (5) снимают положительные заряды с цилиндра. По проводам через диоды положительные электрические заряды поступают на линию электропередачи. Дополнительные металлические полоски снимают отрицательные электрические заряды с ткани (4) и подают их на кольцо (12) и токосъемник (13). По проводу (14) через диод (15) отрицательные заряды поступают на линию электропередачи. Техническим результатом является увеличение мощности. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, в частности к микроэлектромеханическим генераторам, преобразующим энергию механических колебаний в электрическую энергию, и может быть использовано для подзаряда химического источника тока. Техническим результатом предлагаемого электростатического микроэлектромеханического генератора для подзаряда химического источника тока является упрощение конструкции. Электростатический микроэлектромеханический генератор для подзаряда химического источника тока содержит постоянный конденсатор, первый диод, первый переменный конденсатор, соединенный с катодом первого диода и постоянным конденсатором, второй диод, соединенный анодом со вторым электродом первого переменного конденсатора, а катодом подключенный к отрицательному полюсу химического источника тока, второй переменный конденсатор, соединенный с анодом второго диода и вторым электродом первого переменного конденсатора, третий диод, соединенный катодом со вторым электродом второго переменного конденсатора и анодом первого диода, а анодом соединенный с катодом второго диода и подключенный к отрицательному полюсу химического источника тока, стабилитрон, соединенный катодом с первым переменным конденсатором, катодом первого диода и постоянным конденсатором, а анодом соединенный с постоянным конденсатором и подключенный к положительному полюсу химического источника тока. 1 ил.

Изобретение относится к области электромашиностроения. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности емкостного двигателя, повышение технологичности, упрощение конструкции. Емкостный двигатель содержит подвижный элемент в виде полого диэлектрического цилиндра, металлические электроды, расположенные вокруг ротора. Дополнительно в емкостный двигатель введены кольца регулирования зазора, имеющие сквозные дугообразные пазы, установленные на подшипниковых щитах и защищенные от внешних воздействий крышками подшипников, соединенные между собой планками, а также кольцо регулирования наклона электродов, установленное на переднем подшипниковом щите. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно - к емкостным преобразователям энергии, и может быть использовано для питания маломощных потребителей энергии в климатических условиях с периодическим перепадом температур, например дневных и ночных, либо в полете искусственного спутника Земли на орбите при вхождении в тень планеты и выходе из нее. Устройство с помощью емкости преобразует энергию перепада температур. Устройство включает брусок из любого диэлектрического материала, имеющего большое изменение своих линейных размеров при изменении внешней температуры, пластины емкости, одна из которых закреплена неподвижно, а вторая подвижная прикреплена к одному концу бруска из диэлектрического материала, при этом второй конец этого бруска жестко закреплен на неподвижном основании, материал, имеющий высокую относительную диэлектрическую проницаемость, например сегнетоэлектрик, пьезоэлемент, установленный в пространство между неподвижным корпусом устройства и концом подвижного диэлектрического материала и жестко закрепленный с ними по обеим сторонам. При этом пьезоэлемент выполняет функции источника питания. Техническим результатом является отсутствие дополнительного потребления энергии для первичной зарядки пластин. 1 ил.

Изобретение относится к системам очистки воздуха с использованием электрического поля для поляризации частиц и материала и может использоваться в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, автономных блоках фильтров или вентиляторах, а также в промышленных системах очистки воздуха. Технический результат состоит в снижении габаритов и расширении функциональных возможностей за счет обеспечения сепарации твердых частиц воздуха. В электростатическом сепараторе диэлектрический корпус состоит из нескольких секций, разделенных разделительными перегородками, и содержит заземляющие решетки, а также заряжающие электроды, предварительно заземленные. Проволочный электрод подключен к источнику положительного постоянного тока напряжением большим, чем напряжение источника питания металлических электродов. Изобретение обеспечивает отделение частиц газов, различающихся по их удельному весу друг от друга, и их раздельный сбор в приемные секционированные ячейки с возможностью их раздельной утилизации путем поляризации частиц газов в электростатическом поле и их осаждения на металлических электродах. 1 ил.
Наверх